Сам основной корпус у гигрометров имеет одинаковую конструкцию и предполагает встраивание в плоскую поверхность. Однако, я все еще не решил, насколько это необходимо в моем конкретном случае. Оба устройства питаются от двух батареек типа LR44. Важный момент: красный прибор пришел без батареек, тогда как белый — с батарейками в комплекте. Важно отметить, что с момента покупки, прошедшие полгода, я не менял батарейки, и оба гигрометра продолжают исправно работать.
Датчик влажности. Как он устроен и работает?
Прибор, предназначенный для измерения уровня влажности, может называться гигрометром или просто датчиком влажности. В нашей повседневной жизни влажность играет важную роль, влияя не только на наш комфорт, но также оказывая влияние на работу различной техники, сельское хозяйство (например, влажность почвы) и многое другое.
Степень влажности воздуха непосредственно влияет на наше самочувствие. Люди, чувствительные к изменениям погоды, такие как метеозависимые и те, кто страдает от гипертонии, бронхиальной астмы и заболеваний сердечно-сосудистой системы, могут испытывать дискомфорт даже при незначительном изменении влажности. При низкой влажности даже здоровые люди могут ощущать зуд, сухость кожи, а также испытывать сонливость. Напоминаем, что сухой воздух может спровоцировать заболевания дыхательных путей, начиная от простудных инфекций, таких как ОРЗ и ОРВИ, и заканчивая более серьезными заболеваниями, такими как пневмония.
На промышленных предприятиях уровень влажности в воздухе критически важен для сохранения целостности продуктов и оборудования. В сельском хозяйстве влияние влажности на почву имеет решающее значение для обеспечения ее плодородия. В таких случаях и помогают гигрометры. Некоторые технические приборы требуют калибровки под строго определенные параметры влажности, и для точной настройки устройства необходимы точные значения влажности окружающей среды.
Измерение влажности может осуществляться с использованием нескольких единиц измерения:
- Для определения влажности как воздуха, так и других газов используются граммы на кубический метр для абсолютной влажности или единицы RH для относительной влажности.
- Для измерения влажности твердых тел или жидкостей применяются проценты относительно массы исследуемых образцов.
- Для определения влажности плохо смешиваемых жидкостей используется единица ppm (количество частей воды на 1 000 000 частей весового объёма образца).
Как выбрать датчик влажности
Наиболее важные технические параметры, которые стоит учитывать при выборе датчика влажности, это:
- точность измерений;
- повторяемость;
- взаимозаменяемость;
- долговечность и стабильность;
- восстановление после накопления конденсата;
- устойчивость к химическим и физическим загрязнениям;
- размер и форма устройства;
- материал корпуса;
- стоимость;
Дополнительные факторы, которые могут влиять на выбор гигрометра, включает в себя стоимость замены, необходимость калибровки, уровень сложности конструкции, надежность усилителя сигнала и схем обработки данных. Для того чтобы рассмотреть все доступные на сегодняшнем рынке варианты электронных компонентов, стоит изучить основные категории датчиков влажности.
По принципу работы, гигрометры можно разделить на следующие типы:
1) Емкостной датчик влажности
Емкостные гигрометры в своем самом простом исполнении представляют собой конденсаторы, в которых воздух используется в качестве диэлектрика в зазоре. Известно, что диэлектрическая проницаемость воздуха пропорциональна его влажности, и изменение влажности приводит к изменению емкости воздушного конденсатора.
Более сложный вариант емкостного датчика включает в себя диэлектрик, свойства которого могут значительно меняться под воздействием влажности. Такой подход улучшает точность измерений по сравнению с использованием только воздуха между обкладками конденсатора.
Второй вариант хорошо подходит для определения содержания влаги в твердых образцах. Объект исследования помещается между обкладками этого конденсатора (например, таблетка), а сам конденсатор подключается к колебательному контуру с электронным генератором. При этом измеряется собственная частота контура, и на основании частоты вычисляется емкость, возникающая при добавлении образца. Однако этот метод также имеет свои недостатки: при влажности образца ниже 0.5% он теряет свою точность, а сам образец должен быть очищен от частиц с высокой диэлектрической проницаемостью. Форма образца также должна оставаться неизменной в процессе измерений.
Третий тип емкостного датчика — это тонкопленочный гигрометр, который включает подложку с нанесенными двумя гребенчатыми электрода, которые функционируют как обкладки. Используются два термодатчика для термокомпенсации.
2) Резистивный датчик влажности
В такой конструкции имеется два электрода, которые расположены на подложке, а поверх них нанесен слой гипроскопического материала с низким, но изменяющимся сопротивлением в зависимости от уровня влажности. В качестве такого материала может использоваться, например, оксид алюминия. Этот оксид эффективно поглощает влагу из окружающей среды, при этом удельное сопротивление его значительно изменяется. В результате общее сопротивление резистивного гигрометра будет зависеть от уровня влажности. Таким образом, величина тока, протекающего через измерительную цепь, будет показывать уровень влажности. Основное преимущество резистивных датчиков — их доступная цена.
3) Термисторный датчик влажности
Термисторный гигрометр состоит из пары идентичных термисторов. Для справки, термистор — это нелинейный электронный элемент, сопротивление которого сильно зависит от температуры.
Немного истории
Первый гигрометр был создан на стыке XV и XVI веков итальянским художником и изобретателем Леонардо да Винчи. Подобие современного устройства состояло из весов с вертикальным циферблатом и стрелкой. На обе чаши весов помещались одинаковые по весу шарики: один из воска, второй — из ваты. При повышении влажности вата становилась тяжелее, намокая, и заставляла стрелку смещаться.
Так, стрелка перемещалась на несколько делений от нулевой отметки, показывая уровень влажности воздуха.
Спустя три века швейцарский естествоиспытатель Орас Бенедикт (1740-1799) изобрел волосной гигрометр на основе способности обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину в зависимости от влажности. Данная модель точно реагировала на изменения длины волоса, перемещая стрелку вдоль шкалы. Прибор был способен измерять уровень влажности воздуха в диапазоне от 30 до 100%. Таким образом, за 500 лет гигрометры прошли путь от простейших весов до современных электронных устройств, пользующихся популярностью у людей.
Устройство и принцип работы
Простой электронный гигрометр состоит из корпуса, дисплея, батареек и пластины с хлористо-литиевым электролитом на поверхности. Принцип его работы достаточно прост: через слой электролита проходит небольшое напряжение, которое подается на индикатор. При увеличении уровня влажности происходит изменение электрических характеристик, что незамедлительно фиксируется и отображается на цифровом дисплее.
Кроме измерения уровня влажности, многие электронные гигрометры оснащены выносными датчиками — термосенсорами, которые измеряют температуру воздуха как в помещении, так и на улице. Полученная информация постоянно обновляется в режиме реального времени и отображается на экране.
На табло гигрометра представлена наглядная информация, что делает этот прибор удобным в использовании в домашних условиях.
Области применения датчиков влажности
Примеры использования датчиков влажности разнообразны и зависят от требований конкретной отрасли. Вот некоторые области применения датчиков влажности в различных сферах:
- Химическое производство — применение датчиков влажности в процессе химических реакций для контроля влажности реагентов и других веществ. Например, производство кислот и химических соединений.
- Транспортировка топлива — контроль влажности топлива в транспортных средствах и хранилищах для предотвращения коррозии и повреждений в топливной системе, а также повышения его эффективности сгорания.
- Фармацевтика — контроль влажности в процессе производства и хранения лекарственных средств для обеспечения стабильности их качества и защиты от влаги.
- Полимеризация — определение уровня влажности в процессе производства полимеров для улучшения их качественных свойств и предотвращения деградации.
- Животноводство — контроль влажности в кормах и питьевой воде для животных, что обеспечивает оптимальные условия кормления и снижает риск заболеваний.
- Хранение продукции — поддержание необходимого уровня влажности для продуктов питания и скоропортящихся товаров. Это предотвращает развитие плесени и гниения.
- Обслуживание холодильных и морозильных камер — размещение датчика внутри камеры позволяет предотвратить образование льда и повысить эффективность работы системы охлаждения.
- Лесоперерабатывающая промышленность — определение содержания влаги в древесине во время переработки и сушки, а также в других технологических процессах.
Методы измерения влажности
На современном рынке представлены различные типы датчиков влажности, которые используют разные методы измерения. Рассмотрим основные из них:
Емкостные датчики влажности — это одни из самых распространенных типов. Они фиксируют изменения емкости конденсатора под воздействием влаги. Увеличение влажности приводит к изменению диэлектрической проницаемости конденсатора, что меняет его емкость. Емкостные датчики обладают высокой точностью, быстрым временем отклика и относительно низкой стоимостью. Однако они подвержены воздействию загрязнений и требуют периодической калибровки.
Резистивные датчики влажности, или гигрометры, измеряют изменение электрического сопротивления под воздействием влаги. Для этого используется тонкая пленка из гигроскопического материала, например, хлорида лития, который поглощает или выделяет влагу в зависимости от относительной влажности. Сопротивление пленки изменяется в соответствии с количеством поглощенной влаги. Резистивные датчики обеспечивают высокую чувствительность и линейный отклик, но требуют стабильного питания и могут быть чувствительны к температурным колебаниям.
Теплопроводные датчики влажности фиксируют и измеряют изменения теплопроводности материала, производимые влагой. В таком датчике используются два температурных сенсора, один из которых покрыт влагопоглощающим материалом. При увлажнении теплопроводность меняется, вызывая разницу температур между сенсорами. Эти чувствительные устройства отличаются высокой точностью и долговременностью, однако могут быть более дорогими, чем другие типы датчиков влажности.
Датчики точки росы работают по принципу охлаждения поверхности до той температуры, при которой появляется роса. После этого датчики фиксируют значение, при котором происходит конденсация влаги. Температура точки росы является прямым показателем относительной влажности воздуха, при этом такие датчики обладают высокой точностью, но требуют надежного источника питания и имеют более сложную конструкцию.
Механический или электронный гигрометр: какой выбрать?
Стоит отметить, что механические гигрометры, такие как психрометры, не рассматриваются в этом обзоре, поскольку для получения показателей влажности требуется использование таблиц, что затрудняет использование этих устройств в условиях сауны или бани.
Механические гигрометры имеют простую конструкцию, поэтому они доступны по цене. Как правило, они предлагают минимум функций по сравнению с электронными моделями. Чаще всего они просто показывают уровень влажности, хотя более продвинутые устройства могут также отображать время и температуру.
Данный тип гигрометра, часто выполненный в форме восьмиугольника из дерева, можно повесить на стену. Однако для настольного использования не предусмотрена подставка. В целом, это обычное и недорогое устройство с минимальной погрешностью в измерениях.
Банные штучки 18024
Гигрометр от компании «Банные штучки» изготовлен из дерева и обладает двумя механическими циферблатами. Один из них показывает температуру, а другой — уровень влажности. Обратите внимание, что шкала термометра варьируется от 0° до 120° С. Однако нижней границей, в которой он начинает показывать, является 20° C, так что использовать термометр можно исключительно в бане.
Отзыв пользователей подтверждает, что данный гигрометр демонстрирует приличную точность измерений с минимальными погрешностями. Корпус устройства выполнен из термостойкой и влагостойкой древесины, а в комплекте идет крепление для настенного монтажа.
Лучшие гигрометры для квартиры 2020
GARIN TH-1
Этот недорогой гигрометр для домашнего использования оснащен электронным блоком управления. На большом экране выводятся значения влажности и температуры. Показания периодически обновляются на табло. Устройство может измерять температуру в диапазоне от -10° до 50° C, а также влажность в пределах от 20 до 95 %. Если уровень влажности в помещении упадет ниже 20 %, на дисплее появится обозначение LO.
Устройство способны определять уровень комфорта для человека, отображая информацию в виде смайлов: улыбающимся в случае комфортных условий и грустным — при неудобстве. Прибор работает на двух батарейках типа LR44.
Boneco A7057
Этот гигрометр, выполненный в классическом стиле, имеет корпус из обычного пластика круглой формы. На шкале, присутствующей на корпусе, отображается влажность от 20 до 100%, и стрелка указывает значение влажности.
Прибор предназначен для настенного монтажа, так как его не удобно ставить на стол (хотя можно придумать какую-либо подставку). Если вы ищете недорогое устройство в стиле советского времени, Boneco A7057 станет хорошим выбором для вас.
Xiaomi Mijia Hygrometr
Единственный «умный» гигрометр в нашем обзоре. Он оснащен Bluetooth, что позволяет легко синхронизировать его со смартфоном и системой «умный дом». Устройство просто настраивается, чтобы работать в паре с увлажнителем воздуха: когда уровень влажности оказывается ниже установленного значения, увлажнитель начинает распылять влагу в воздух.
Прибор контролирует показатели температуры и влажности в помещении, и в случае изменения он мгновенно отправляет данные на смартфон. Однако, некоторые пользователи отмечают, что обновление данных приходит слишком часто, что может вызвать неудобства. Погрешность этого устройства составляет 3%, что соответствует стандартам для бытовых приборов. Значения отображаются на дисплее с использованием электронных чернил E-ink, что позволяет значительно экономить заряд батареи. Гигрометр может работать до года на одной пальчиковой батарейке.
Testo 608-H1
Это профессиональный термогигрометр, который подходит для точного измерения влажности в квартирах, офисах или больницах. В дополнение к показаниям температуры и влажности, он также определяет точку росы — температуру, при которой влага конденсируется в росу. Этот показатель помогает определить, насколько комфортны условия для жизни в конкретном помещении.
Максимально тестируемая температура может достигать 50° С, а влажность составляет от 10 до 95%. Устройство работает от батареи типа «Крона», при этом на дисплее отображается состояние батареи, так что вы всегда будете в курсе, когда придет время заменить её. Производитель предоставляет на прибор двухлетнюю гарантию.
Что еще важно для поддержания здоровья:
UPD 100% влажность
Комментаторы выразили обоснованные сомнения относительно показаний. В ответ хочу отметить следующее:
Достичь значения менее 30% для меня затруднительно, однако, весной уровень влажности порой опускался до 18%. На данный момент, в метре от увлажнителя, влажность составляет 47%.
Таким образом, устройство точно работает.
Белый по информации от продавца
Диапазон измерений влажности: 10% RH до 99% RH
Точность измерений влажности: ± 5%
Разрешение дисплея по влажности: 1% RH
Температурный диапазон: от -50 °C до +70 °C
Точность температуры: ± 1 °C
Разрешение дисплея по температуре: 0.1 °C
Питание: 2 батарейки 1.5V типа LR44 (в комплекте)
Габариты устройства: приблизительно 4.8×2.8×1.5 см / 1.89×1.10×0.59″
Размер ЖК-дисплея: приблизительно 3.6×1.7 см / 1.42×0.67″
Длина кабеля: приблизительно 1.5 м / 59.06″
Длина зонда: прибл. 6 см / 2.36″
Красный по данным продавца
Температурный диапазон: от -50 °C до +70 °C (от -58 °F до +158 °F) Влажность от 10% до 99% относительной влажности
Точность измерения: температура ± 1 °C (± 2 °F) Влажность ± 5% относительной влажности
Разрешение дисплея: температура 0.1 °C (0.2 °F) Влажность 1% относительной влажности
Рабочее напряжение: 1.5 В, две батарейки тип LR44 (в комплект не входят)
Габариты (Д*Ш*Г): 6 х 4.8 х 1.5 см / 2.36″x 1.89″ x 0.59″ (приблизительно)
Размер LCD: 3.5 х 1.6 см / 1.38″ x 0.63″ (приблизительно)
В своих измерениях
У обоих приборов посадочный размер составляет 45 х 25
Габариты белого без учета провода составляют 48 х 29 х 17
Габариты красного — 61 х 57 х 17
У белого прибора датчик
длина провода без учета самого датчика — 150 см
посадочный диаметр датчика составляет ⌀ 9.2 мм,
длина посадочного цилиндра — 36 мм
габариты ⌀14 х 61
Выводы
Несмотря на паспортную точность измерений, колеблющуюся в пределах ±5%, данные приборы обеспечивают хорошее межинструментальное соответствие, уровня 1%. Рекомендую любой из них, поскольку, как и в эпоху великих географических открытий, на кораблях использовалось три хронометра, чтобы в случае поломки одного можно было понять, какой именно. То есть, стоит рассмотреть возможность иметь три гигрометра различных моделей, поскольку стоимость у них невысока, а данные могут значительно варьироваться в разных зонах квартиры.
Планирую купить +8 Добавить в избранное Обзор понравился +27 +39
- 18 ноября 2017, 15:07
- автор: 2gusia
- просмотры: 15231
